[发明专利]一种利用工频干扰源带电测量输电线路零序阻抗的方法

摘要

一种利用工频干扰源带电测量输电线路零序阻抗的方法，对于互感线路组中的未投运的新建线路或某一条停电线路，在测量其零序阻抗时，不需要对新建线路或停电线路再外加测量用的零序电源，而是直接利用互感线路之间的零序互感造成的干扰，作为测量用的零序电源；先测量新建线路或停电线路上的零序干扰电压，再测量新建线路或停电线路上的零序干扰电流；或者先测量零序干扰电流，再测量零序干扰电压；在得到输电线路上的零序干扰电压和零序干扰电流数据后，再利用代数方程法、微分方程法或者积分方程法，来计算得到新建线路或停电线路的零序阻抗。

主权项

1.一种利用工频干扰源带电测量输电线路零序阻抗的方法，包括以下步骤：(一)利用互感线路之间的零序互感，作为测量用的零序电源，按下述(1)或(2)获取输电线路上的零序干扰电流数据和零序干扰电压数据：(1)先测量输电线路的零序干扰电压，再测量输电线路的零序干扰电流首先将输电线路末端三相短接接地，首端三相短接不接地，测量输电线路首端的零序干扰电压，测量时间为1秒；再合上输电线路上外接的空气开关，将输电线路首端三相短接接地，测量输电线路首端的零序干扰电流，测量时间为1秒，当测量过程完成后，将采集到的零序干扰电压数据和零序干扰电流数据以文件的方式存入存储器中；(2)先测量输电线路的零序干扰电流，再测量输电线路的零序干扰电压首先将输电线路末端三相短接接地，首端三相短接接地，测量输电线路首端的零序干扰电流，测量时间为1秒；再断开输电线路上外接的空气开关，将输电线路首端三相短接不接地，测量输电线路首端的零序干扰电压，测量时间也为1秒；当测量过程完成后，将采集到的零序干扰电压数据和零序干扰电流数据以文件的方式存入存储器中；(二)在得到输电线路的零序干扰电流数据和零序干扰电压数据后，采用下述代数方程法、微分方程法或积分方程法来计算被测线路的零序阻抗：(1).代数方程法输电线路零序阻抗的计算公式为：Z=|U·I·|×[cos(θU-θI+180)+jsin(θU-θI+180)]---(A1)]]>上式中，Z为输电线路的零序阻抗；为输电线路上的零序基波干扰电流相量，为输电线路上的零序基波干扰电压相量；为零序阻抗的模值，θ_I为零序基波干扰电流相角，θ_U为零序基波干扰电压相角；在所采集的1秒钟的零序干扰电压数据和1秒钟的零序干扰电流数据中，取零序电流信号和零序电压信号稳态过程中的采样数据进行计算；(2)微分方程法①对于先测量输电线路零序干扰电压，再测量输电线路零序干扰电流的情形输电线路零序阻抗的计算公式为：L=2Ts[u(k)i(k+1+N4)-u(k+1)i(k+N4)]i(k+1+N4)[i(k+1+N4)-i(k-1+N4)]-i(k+N4)[i(k+2+N4)-i(k+N4)]R=u(k)-Li(k+1+N4)-i(k-1+N4)2Tsi(k+N4)---(B1)]]>(B1)式中，R为输电线路的零序电阻，单位为欧姆，L为输电线路的零序电感，单位为亨，i(k)为采样时刻k时零序干扰电流的采样值，u(k)为采样时刻k时零序干扰电压的采样值，N为零序干扰电流和零序干扰电压的采样率；k为采样时刻，T_S为采样周期；在所采集的1秒钟的零序干扰电压数据和1秒钟的零序干扰电流数据中，取零序电流信号和零序电压信号稳态过程中的采样数据进行计算；设取M个周波的稳态采样数据进行计算，1≤M＜50，且采样率为N点/周波，则采样数据点共有M×N个；在这些采样数据中，采样时刻k的取值范围为1≤k≤M×N-N4-2;]]>在k的取值范围内，取任一个采样时刻k对应的一组采样数据，代入(B1)式后，计算出一组L_k和R_k；再计算这些L_k和R_k的平均值L和R，L‾=1M×N-N4-2×Σk=1M×N-N4-2Lk,]]>R‾=1M×N-N4-2×Σk=1M×N-N4-2Rk,]]>输电线路的零序阻抗为：Z＝R+j2πfL  欧姆，f＝50Hz；②对于先测量输电线路零序干扰电流，再测量输电线路零序干扰电压的情形输电线路零序阻抗的计算公式为：L=2Ts[u(k+N4)i(k+1)-u(k+1+N4)i(k)]i(k+1)[i(k+1)-i(k-1)]-i(k)[i(k+2)-i(k)]R=u(k+N4)-Li(k+1)-i(k-1)2Tsi(k)---(B2)]]>(B2)式中，R为输电线路的零序电阻，单位为欧姆，L为输电线路的零序电感，单位为亨，i(k)为采样时刻k时零序干扰电流的采样值，u(k)为采样时刻k时零序干扰电压的采样值，N为零序干扰电流和零序干扰电压的采样率，k为采样时刻，T_S为采样周期；在所采集的1秒钟的零序干扰电压数据和1秒钟的零序干扰电流数据中，取零序电流信号和零序电压信号稳态过程中的采样数据进行计算；设取M个周波的稳态采样数据进行计算，1≤M＜50，且采样率为N点/周波，则采样数据点共有M×N个；在这些采样数据中，采样时刻k的取值范围为2≤k≤M×N-N4-1;]]>在k的取值范围内，取任一个采样时刻k对应的一组采样数据，代入(B2)式后，计算出一组L_k和R_k；再计算这些L_k和R_k的平均值L和R；L‾=1M×N-N4-2×Σk=2M×N-N4-1Lk,]]>R‾=1M×N-N4-2×Σk=2M×N-N4-1Rk,]]>则输电线路的零序阻抗为：Z＝R+j2πfL  欧姆，f＝50Hz；(3).积分方程法①对于先测量输电线路零序干扰电压，再测量输电线路零序干扰电流的情形输电线路零序阻抗的计算公式为：L=Ts{[u(k)+u(k-1)][i(k+1+N4)+i(k+N4)]-[u(k+1)+u(k)][i(k+N4)+i(k-1+N4)]}2{[i(k+N4)-i(k-1+N4)][i(k+1+N4)+i(k+N4)]-[i(k+1+N4)-i(k+N4)][i(k+N4)+i(k-1+N4)]}R=Ts[u(k)+u(k-1)][i(k+1+N4)+i(k+N4)]2-L[i(k+N4)-i(k-1+N4)][i(k+1+N4)+i(k+N4)]Ts[i(k+N4)+i(k-1+N4)][i(k+1+N4)+i(k+N4)2---(C1)]]>(C1)式中，R为输电线路的零序电阻，单位为欧姆，L为输电线路的零序电感，单位为亨，i(k)为采样时刻k时零序干扰电流的采样值，u(k)为采样时刻k时零序干扰电压的采样值，N为零序干扰电流和零序干扰电压的采样率，k为采样时刻，T_S为采样周期，在所采集的1秒钟的零序干扰电压数据和1秒钟的零序干扰电流数据中，取零序电流信号和零序电压信号稳态过程中的采样数据进行计算；设取M个周波的稳态采样数据进行计算，1≤M＜50，且采样率为N点/周波，则采样数据点共有M×N个；在这些采样数据中，采样时刻k的取值范围为2≤k≤M×N-N4-1;]]>在k的取值范围内，取任一个采样时刻k对应的一组采样数据，代入(C1)式后，计算出一组L_k和R_k；再计算这些L_k和R_k的平均值L和R，L‾=1M×N-N4-2×Σk=2M×N-N4-1Lk,]]>R‾=1M×N-N4-2×Σk=2M×N-N4-1Rk,]]>则输电线路的零序阻抗为：Z＝R+j2πfL  欧姆，f＝50Hz；②对于先测量输电线路零序干扰电流，再测量输电线路零序干扰电压的情形输电线路零序阻抗的计算公式为：L=Ts{[u(k+N4)+u(k-1+N4)][i(k+1)+i(k)]-[u(k+1+N4)+u(k+N4)][i(k)+i(k-1)]}2{[i(k)-i(k-1)][i(k+1)+i(k)]-[i(k+1)-i(k)][i(k)+i(k-1)]}R=Ts[u(k+N4)+u(k-1+N4)][i(k+1)+i(k)]2-L[i(k)-i(k-1)][i(k+1)+i(k)]Ts[i(k)+i(k-1)][i(k+1)+i(k)]2---(C2)]]>(C2)式中，R为输电线路的零序电阻，单位为欧姆，L为输电线路的零序电感，单位为亨，i(k)为采样时刻k时零序干扰电流的采样值，u(k)为采样时刻k时零序干扰电压的采样值，N为零序干扰电流和零序干扰电压的采样率，k为采样时刻，T_S为采样周期；在所采集的1秒钟的零序干扰电压数据和1秒钟的零序干扰电流数据中，取零序电流信号和零序电压信号稳态过程中的采样数据进行计算；设取M个周波的稳态采样数据进行计算，1≤M＜50，且采样率为N点/周波，则采样数据点共有M×N个；在这些采样数据中，采样时刻k的取值范围为2≤k≤M×N-N4-1;]]>在k的取值范围内，取任一个采样时刻k对应的一组采样数据，代入(C2)式后，计算出一组L_k和R_k的值；再计算这些L_k和R_k的平均值L和R；L‾=1M×N-N4-2×Σk=2M×N-N4-1Lk,]]>R‾=1M×N-N4-2×Σk=2M×N-N4-1Rk,]]>则输电线路的零序阻抗为：Z＝R+j2πfL  欧姆，f＝50Hz。